ProKomb - Prozesskombination des Querkeilwalzens mit der mehrdirektionalen Umformung

• Antragsteller: Dr.-Ing. Malte Stonis
• Fachliche Zuordnung: Ur- und Umformtechnik, Additive Fertigungsverfahren
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 239066313

Hochbelastete, komplizierte Langteile aus Stahl werden meist in mehreren Stufen gratbehaftet geschmiedet. Kürzlich abgeschlossene Forschungsprojekte zeigen das Potential des gratlosen Schmiedens solcher Teile zur Erhöhung der Ressourceneffizienz in der Produktion am Beispiel von Kurbelwellen. Eine fehlerfreie, vierstufige Stadienfolge konnte für eine Zweizylinderkurbelwelle mit Nebenformelementen mit den Stadien Querkeilwalzen, Querfließpressen, mehrdirektionales Schmieden und Präzisionsschmieden entwickelt werden. Das mehrdirektionale Schmieden wurde als essentiell identifiziert, um den Versatz zwischen Hublager und Hauptlager der Kurbelwellen gratlos einstellen zu können. Die Verkürzung der Stadienfolge auf drei Umformstufen ohne das Querfließpressen führte teilweise zu Fehlern (Falten- und Gratbildung). Die Ursachen für die Fehler konnte bisher nicht identifiziert werden. Die nicht vorhandenen Erkenntnisse über die Ursachen verhindert somit eine zuverlässige Auslegung der entsprechenden Prozesse. Die Abhängigkeit der Geometrie vom Querkeilwalzen und mehrdirektionalen Schmieden zur Fehlerbildung ist somit zu prüfen, um komplizierte Schmiedeteile zukünftig in einer verkürzten Stadienfolge gratlos schmieden zu können.Ziel des beantragten Vorhabens ist daher die Entwicklung eines allgemeingültigen mathematischen Modells, welches die Auslegung der Geometrie von Querkeilwalzvorformen und der formgebenden Elemente der mehrdirektional wirkenden Werkzeuge ermöglicht. Dieses Ziel soll durch die Untersuchung der Wirkzusammenhänge zwischen dem Querkeilwalzen und dem mehrdirektionalen Schmieden, vornehmlich unter geometrischen Gesichtspunkten, erreicht werden. Die Randbedingungen des Modells sollen mittels FE-Simulationen der Umformprozesse ermittelt und in Umformversuchen verifiziert werden. Dabei werden Wellen ohne Lagerversatz sowie Kurbelwellen (mit Lagerversatz) berücksichtigt, um das Anwendungsfeld auf eine Vielzahl von komplizierten Langteilen zu erweitern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Person: Professor Dr.-Ing. Bernd-Arno Behrens